Dr. Walter Orellana: Nanotecnología para la purificación del agua

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Los efectos del calentamiento global, la mala gestión de los recursos hídricos disponibles y el aumento de la población y la contaminación; han producido escasez de agua en ciertas regiones del mundo. Este fenómeno no sólo pone en peligro la vida de miles de especies en el planeta, sino que además propone un desafío mayor a la forma en que el ser humano ha planteado su vida.

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Recogiendo este problema, el Dr. Walter Orellana, académico de la Facultad de Ciencias Exactas de la Universidad Andrés Bello, junto al alumno de postgrado Raúl Guerrero, trabajan en la utilización del grafeno para la desalinización y purificación del agua.

“El grafeno es hoy uno de los nanomateriales más importantes del mundo, ya que posee características que lo hace único. Es más fuerte que el acero, pero con un sexto de su peso y posee el ancho de un átomo”, explica el Dr. Orellana.

El objetivo del investigador es la creación de un tamiz para purificar a partir de láminas de grafeno nanoporoso, las que se usan como membrana. De esta forma, se podría utilizar la capacidad del grafeno de filtrar el agua, removiendo sales como iones de cloro y sodio, pero también puede eliminar elementos altamente tóxicos, como el arsénico, en condiciones estándar de presión y temperatura.

“Por medio de la simulación computacional cuántica se obtuvieron los primeros resultados. Éstos indican que poros de 1,3 nanómetros de diámetro serían efectivos para el bloqueo de iones en agua salada y a la vez permitirían el flujo adecuado de moléculas de agua, considerando el tamaño del poro, a presiones relativamente bajas”, expone el Dr. Walter Orellana.

De la misma forma, el académico de la Facultad de Ciencias Exactas destaca que esta investigación puede significar un aporte importante a la sociedad, ya que “permitirá enfrentar la escasez hídrica en el mundo, especialmente en el Norte de Chile, donde la falta de agua dulce y libre de contaminantes es un problema creciente”.

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Purifying water through nanotechnology

The effects of global warming, poor water resource management, a growing human population, and increased contamination have resulted in water shortages in certain regions of the world. This phenomenon not only endangers the existence of thousands of species across the planet, but will also greatly challenge the way in which humans live.

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Addressing this problem, Dr. Walter Orellana –researcher for the Faculty of Exact Sciences at Universidad Andrés Bello– and the post-graduate student Raúl Guerrero, are working on using graphene to desalinize and purify water.

“Graphene is currently one of the most important nanomaterials in the world as it possesses unique characteristics. It is stronger than steel but has 1/6th of the weight and the width of one atom”, explains Dr. Orellana.

The research objective of Dr. Orellana is to create a purification sieve from layers of nanoporous graphene used as a membrane. This graphene-based sieve could then filter water under standardized conditions of pressure and temperature.

Importantly, water filtration through graphene would remove salts, such as chlorine and sodium ions, and eliminate highly toxic elements, such as arsenic.

“Through quantum computer simulations, we have obtained our first results. These indicate that pores 1.3 nanometers in diameter would effectively block saltwater ions while allowing an adequate flow of water molecules at relatively low pressures, taking into account the size of the pores”, explains Dr. Walter Orellana.

Likewise, Dr. Orellana highlights that the results of this research could be significant to society. “We would be able to face water shortages in the world; in Northern Chile, for example, where a lack of uncontaminated freshwater is a growing problem”.

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